660MW汽輪機盤車時軸瓦磨損事故
2020-06-09【關(guān)鍵字】汽輪機；盤車；軸瓦磨損；原因分析；應(yīng)急處理
1.前言
支持軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子的重量、由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的離心力以及由于振動等原因而引起的附加力等；確定轉(zhuǎn)子的徑向位置，保證轉(zhuǎn)子中心線與汽缸中心線一致，從而保證轉(zhuǎn)子與汽缸、汽封、隔板等靜止部件之間正確的徑向間隙。許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司#4汽輪機#1瓦軸頸經(jīng)過焊軸修復(fù)后，在啟盤車時#1瓦頻繁出現(xiàn)鎢金磨損問題，影響到機組的安全，后經(jīng)我們對#1瓦鎢金進行處理后，機組順利地安全啟動。
2.設(shè)備介紹
該公司#4機為哈爾濱汽輪機廠660MW超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪發(fā)電機組，機組設(shè)計出力為660MW，設(shè)計主蒸汽壓力為25MPa，主蒸汽溫度為600℃，再熱蒸汽溫度為600℃。其中#1至#6瓦均為可傾瓦，除軸瓦孔徑不同外，其結(jié)構(gòu)相似。6個軸承均由4塊澆有巴氏合金的可傾軸承瓦塊、軸承體和軸承殼及其他附件組成。4塊可傾瓦均獨立，互不相通，兩下瓦塊承受軸頸載荷，兩上瓦塊保持軸承運行的穩(wěn)定。
3.檢修過程回顧
2014年06月09日，發(fā)電機故障跳閘，破壞真空停機，停機過程中#1瓦溫度無突升情況。投入盤車后盤車電流隨#1瓦溫度波動，發(fā)現(xiàn)#1瓦處有異音，揭瓦檢查發(fā)現(xiàn)#1瓦鎢金磨損、#1瓦軸頸劃傷較重。#1軸瓦、#1瓦軸頸分別如圖一、圖二所示：
檢修工作完畢后，2014年07月21日凌晨，次投運盤車運行，盤車電流46A,電流波動較大且持續(xù)上升至盤車電流上限。#1瓦金屬溫度持續(xù)上升至55.49℃。停運盤車，#1瓦金屬溫度迅速下降。盤車投入時汽缸無動靜碰磨異音，#1瓦處有輕微摩擦聲，初步判斷為軸瓦與轉(zhuǎn)子發(fā)生干磨，引起軸瓦金屬溫度升高、盤車電流增大。盤車電流、#1瓦溫度分別如圖三、圖四所示：
2014年07月24日，軸瓦經(jīng)修刮后，第三次投入盤車運行，運行中盤車電流突升至電流上限。停運盤車，對軸瓦解體檢查，發(fā)現(xiàn)軸瓦鎢金有部分磨損。
考慮以前三次輕微修刮鎢金，盤車后仍有磨損，在征求甲方同意的前提下，對軸瓦鎢金修刮進行了變化，我們提出對下瓦塊增加進油槽，2014年07月26日，軸瓦檢修完畢后，第四次投入盤車運行，盤車電流45A,電流在較小區(qū)間內(nèi)擺動。軸瓦鎢金溫度從38℃上升至Z高42℃后趨于穩(wěn)定。盤車6小時后汽輪機沖轉(zhuǎn)，鎢金溫度上升至64℃，中速暖機鎢金溫度下降至60℃趨于穩(wěn)定，汽輪機轉(zhuǎn)速升至3000 r/min時鎢金溫度基本不變，2014年07月26日23時機組并網(wǎng)成功，鎢金溫度上升至68℃后穩(wěn)定。盤車電流、#1瓦溫度分別如圖五、圖六所示：
4.1墊鐵研磨不合格
#1瓦更換新瓦后，需要進行軸瓦的墊鐵研磨。墊鐵研磨需要其與瓦枕貼合完好，接觸點均勻且達到接觸面積75%以上，尤其是軸瓦底部墊鐵的進油口需要貼合完好，防止出現(xiàn)密封不嚴出現(xiàn)泄油。由于轉(zhuǎn)子未吊出，每次下瓦墊鐵涂紅丹與瓦枕研磨后，都需要翻出后檢查研磨情況，而此時墊鐵接觸點已不是工作位置的接觸，所以墊鐵接觸情況不能夠正確的反映出來。在一定程度上造成進油從墊鐵進油口處泄出，軸承進油量的減少，進而引起軸承鎢金的磨損。
4.2現(xiàn)場人工修復(fù)軸頸質(zhì)量不高
停機揭瓦檢查發(fā)現(xiàn)，#1瓦軸頸整體劃傷較重，軸頸已經(jīng)有密密麻麻的溝槽。#1瓦軸頸已經(jīng)不滿足啟機條件，甲方研究決定在不揭缸的前提下，現(xiàn)場焊軸處理。修軸人員首先對軸頸進行脈沖冷焊，隨后通過刀口尺找平、人孔銼刀修復(fù)。這種修復(fù)方式雖然在較短的時間內(nèi)修復(fù)了軸頸，人工修復(fù)的軸頸橢圓度、不柱度以及光潔度質(zhì)量不高，以及焊接材料達不到廠家要求，粘度大加劇了軸瓦的磨損，軸頸修復(fù)的不合格，是造成前幾次盤車過程中軸頸頻繁磨瓦的一個重要因素。
4.3汽輪機軸系中心影響
汽輪機軸系應(yīng)該為一個連續(xù)光滑的曲線，前后高中間低，轉(zhuǎn)子在該狀態(tài)下工作穩(wěn)定。如果各轉(zhuǎn)子間的對輪中心偏離標準，軸承的負荷分配受到影響，各瓦塊的受力變化，進而造成#1瓦軸頸處有渦動現(xiàn)象，這也會造成#1瓦鎢金磨損。
5.處理措施
轉(zhuǎn)子軸頸修復(fù)完畢后，甲方需要機組盡快啟動發(fā)電，對軸頸的徹底修復(fù)以及汽輪機軸系的檢查調(diào)整時間不允許，因此我們吸取前三次盤車磨瓦的教訓(xùn)后，對#1瓦下部瓦塊增加進油槽，如圖七所示。在瓦口30mm長的鎢金區(qū)域內(nèi)，刮出0.50mm深的油槽，往下剩余的70mm的區(qū)域，油槽深度從0.50mm逐漸過渡到0。
采取該措施后，取得了良好的效果，盤車電流溫度穩(wěn)定在45A，汽輪機順利沖轉(zhuǎn)及并網(wǎng)成功，#1瓦鎢金溫度穩(wěn)定在68℃。
許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司#4汽輪機，軸頸修復(fù)及更換新軸承后，#1軸瓦盤車時出現(xiàn)磨瓦現(xiàn)象，在對#1瓦下瓦塊增加進油槽后，加大了軸瓦的進油量，解決了機組盤車磨瓦的問題，實現(xiàn)了機組的快速并網(wǎng)發(fā)電。
增加軸瓦的進油槽，是對該公司#4汽輪機做出的應(yīng)急措施，建議#4機組利用此后的等級檢修機會，對#1瓦墊鐵、汽輪機軸系中心等進行進一步的排查處理，以實現(xiàn)該機組長期的安全運行。
參考文獻：
[1] 長沙理工大學(xué)，《汽輪機設(shè)備檢修》，中國電力出版社，2009年
[2] 孫為民等，《汽輪機運行與檢修技術(shù)》，中國電力出版社，2012年
（來源：鷹眼研究）